A relativitáselmélet egyes időszakok
Ezért az egyenlet a mozgás a klasszikus mechanika (Newton második törvénye) nem változik a formáját az átmenet az egyik tehetetlenségi rendszerből a másikba.
Döntő szerepet a fejlesztés a fogalmak a tér és az idő játszani Maxwell elméletét. Az elején a XX század, ez az elmélet általánosan elfogadottá vált. Elmélet által jósolt a Maxwell-féle elektromágneses hullámok szaporító véges sebességgel, már talált gyakorlati alkalmazása - 1895-ben A. Popov találták rádiót. De Maxwell elméletét, a sebessége elektromágneses hullámok terjedését minden inerciális vonatkoztatási rendszer ugyanaz az érték, amely egyenlő a fény sebessége vákuumban. Ez azt jelenti, hogy a leíró egyenleteket elektromágneses hullámok terjedését, nem invariáns Galilei-transzformáció. Ha elektromágneses hullám (például fény) terjed egy referencia-rendszer K „(ábra. 4.1.1) a pozitív iránya az X” tengely mentén. a rendszerben K fényt kell, szerinti Galilean kinematika szaporítására egy c sebességgel + # 965;, de nem c.
Tehát, az viszont a XIX és XX században, a fizika ment mély válság. Az így kapott oldat Einstein árán nem klasszikus fogalmak térben és időben. A legfontosabb lépés ebben az irányban volt a felülvizsgálat a koncepció abszolút időt használják a klasszikus fizika. Klasszikus elképzelések, úgy tűnik, jól látható és nyilvánvaló, sőt, kiderült, hogy megalapozatlan. Sok a fogalmak és értékek, amelyek nem-relativisztikus fizika tekintették abszolút, azaz a. E. Ne függ a vonatkoztatási rendszer, Einstein relativitáselmélete fordította a kategóriába relatív.
Mivel minden fizikai jelenségek a térben és időben, egy új koncepció a tér-idő törvények nem befolyásolja az eredményt az egész fizika.
Az alapot a speciális relativitáselmélet alapja két elveket vagy posztulátumokat fogalmazott Einstein 1905-ben
- A relativitás elve. minden természet törvényei invariáns tekintetében az átmenet az egyik tehetetlenségi vonatkoztatási rendszer a másikra. Ez azt jelenti, hogy az összes tehetetlenségi rendszerekben a fizikai törvények (nem csak mechanikus) azonos alakú. Így a relativitás elve a klasszikus mechanika lehet általánosítani az összes természeti folyamatokba, beleértve a mágnesszelepet. Ez általános elv az úgynevezett relativitás elve Einstein.
- Az elv a állandóságának a fénysebesség. a fény sebessége független a mozgási sebessége a fényforrás vagy a megfigyelő és ugyanaz minden inerciális referencia rendszereket. A fény sebessége a speciális relativitáselmélet különleges helyet foglal el. Ez a korlát kölcsönhatások mértéke és jeleket egy pont a térben a másikba.
Ezeket az elveket kell tekinteni, mint egy általánosítása összessége kísérleti tényeket. Vizsgálat kidolgozott elmélet alapján ezeknek az elveknek, alátámasztja végtelen kísérleti ellenőrzése. STO hagyjuk, hogy megoldja a problémát a „pre-einsteini” fizika és magyarázza a „ellentmondásos” eredményeket időpontjában ismert kísérletek az optika területén és elektrodinamika. Az ezt követő időben SRT erősítette az nyert kísérleti adatok a tanulmány a mozgás gyors részecskék gyorsítók, nukleáris folyamatok, a nukleáris reakciók és m. P.
SRT posztulátumok szöges ellentétben áll a klasszikus eszmék. Tekintsük ezt a gondolat kísérlet: a t = 0 időpontban, amikor a koordinációs tengelyeit a két tehetetlenségi K és K „egybeesik, általában a származási történt rövid felvillanó fény. A t idő a rendszer el vannak tolva egymáshoz képest olyan távolságban # 965; t. egy gömb alakú hullámfront minden rendszer sugara ct (ábra. 4.1.3), mivel a rendszerek egyenlő és mindegyik egyenlő a fény sebessége c.
Ábra 4.1.3. A látszólagos ellentmondás posztulátumai SR
A szempontból a megfigyelő a K a gömb középpontjában van O. és a megfigyelő szemszögéből a rendszerben K „ő meg az O pont.” Ezért a gömb alakú homlokfal közepén egyszerre két különböző pontján!
Ennek oka az, félreértések között nincs ellentmondás a két alapelv a szolgáltatás, és feltételezve, hogy a helyzet a szélei gömb alakú hullámok mindkét rendszer utal az azonos időpontban. Ez a feltételezés van zárva képletekben Galileo átalakulás, amikorra áramlik egyformán mindkét rendszerben: t = t”. Ezért Einstein posztulátumok nem ellentétesek egymással és a Galileo transzformációs képleteket. Ezért helyett a Galilei-transzformáció javasolt SRT más transzformációs képletet az átmenet az egyik rendszer a másik tehetetlenségi - Lorentz nazyvaemyepreobrazovaniya úgy, hogy a sebesség közel a fény sebessége, lehetővé megmagyarázni minden relativisztikus hatásokat, és kis sebességgel (# 965; < A relativitáselmélet egyes időszakok Annak érdekében, hogy hajtsa végre a kiválasztott rendszer referencia időintervallum mérése két esemény (például, kezdetét és végét egy olyan folyamat) előforduló azonos térbeli pontban. elég, hogy egy referencia órajel. A legnagyobb pontossággal a jelenleg rendelkeznek órát alkalmazására alapuló sajátrezgéseinek ammónia molekulák (molekuláris óra) vagy cézium atomok (atomóra). időintervallum mérés alapja a koncepció egyidejűség. hossza bármely folyamat határozza meg összehasonlítva az időintervallum elválasztó az óra kijelző, egyidejűleg azzal, hogy a folyamat végén. az olvasás azonos időben, ugyanakkor a folyamat elején. Ha két esemény különböző pontjain a referenciakeret, a mérési időintervallumok ezen pontok között kell szinkronizálni órák. Einstein meghatározása óraszinkronizálás alapuló eljárás a függetlenségét a fénysebesség vákuumban a terjedési iránya. Tegyük fel, hogy a pont a t1 időpontban az óra A küldenek a rövid idő alatt a fény impulzus (ábra. 4.2.1). Legyen az érkezési idejét a pulzus, a B és a tükröző vissza az órát B egy t”. Végül tegyük fel, a visszavert jel visszatér az A ponthoz a t2 az óra A. A definíciója az órát A és B szinkronizálva vannak, ha t „= (T1 + T2) / 2. Ábra 4.2.1. Szinkronizálása órák állomások A létezése egyetlen globális idő, nem függ a referencia keret, amely figyelembe, mint egy nyilvánvaló tény a klasszikus fizika, az implicit feltételezés egyenértékű a lehetőségét szinkronizálása az órát a jel szaporító fokozatmentes nagy sebességgel. Tehát különböző pontjain a kiválasztott referencia képkocka lehet elhelyezni szinkronizált órák. Most már meg lehet határozni a fogalmát egyidejűsége események a szóközzel elválasztott pontot: ezek az események egyidejű, ha szinkronizált órák ugyanazt az időt mutatják. Nézzük a második inerciális K „rendszerben. ami mozog egy bizonyos sebesség # 965; a pozitív tengely irányában System x K. A különböző pontjain az új referencia-rendszer is lehet elrendezve órák és szinkronizálja őket egymással, a fenti eljárás alkalmazásával. Most, az időintervallum két esemény között mérhető órával rendszer K. és határai a rendszerben K”. Lesz ezen intervallumok ugyanaz? A válasz erre a kérdésre adandó egyetértésben posztulátumok a speciális relativitáselmélet. Hagyja, hogy a két esemény a rendszerben K „fordul elő egy és ugyanazon pont és időköz közöttük egyenlő # 964; 0 az óra K „rendszerben. Ez az időintervallum nevezzük a megfelelő időben. Mi lesz az időt a két esemény, ha mérjük az órát, hogy a rendszer K? Ahhoz, hogy erre a kérdésre válaszolni, tekintsük a következő gondolat kísérlet. Egyik végén egy szilárd rúd L hosszúságú villanólámpa B. található, a másik végén - a visszaverő tükör M. A rúd van elrendezve, fixen a rendszerben K „és párhuzamosan van elhelyezve, hogy a y” tengely (ábra 4.2.2.). Esemény 1 - flash lámpa, Event 2 - A visszatérés a rövid fényimpulzus a lámpa. Ábra 4.2.2. A relativitás időintervallum. Előfordulása az esemény sistemeK „van rögzítve az ugyanazon órajel, mint a C-rendszer K - két szinkronizált térben elkülönülő órajel C1 és C2. K rendszer mozog sebessége # 965; a pozitív iránya x tengely rendszer K A rendszer K „egyaránt tekinthető események történnek egy és ugyanazon a ponton. Az időintervallum között (belső idő) egyenlő # 964; = 2l / c. A szempontból egy megfigyelő, a rendszer pedig a K. fényimpulzus között mozog, a tükrök cikcakkos módon, és átadja az utat 2L. egyenlő ahol # 964; - az idő közötti küldő fényimpulzus és visszatérő szerint mérve szinkronizált órajel C1 és C2. található különböző pontjain a rendszer K. szerint azonban a második posztulátum SRT, fényimpulzus mozgatjuk a K rendszerben azonos sebességgel c. mint a K rendszerben.” ezért # 964; = 2L / c. Ezekből kapcsolatok lehetséges kapcsolatot találni között # 964; és # 964; 0: Így az időintervallum két esemény között függ a rendszer, azaz a. E. relatív. időnkben # 964; 0 mindig kevesebb, mint az idő a két esemény, mért más referenciakeret. Ezt a hatást nevezzük relativisztikus idődilatáció. Lassú idő következtében a fénysebesség invariancia. hatására lassul az idő kölcsönös egyetértésben posztulátum egyenlőség inerciális rendszerek K és K”. minden megfigyelő a K vagy K „megy lassabban órát a rendszerhez kapcsolódó, mozgó képest a megfigyelő. Ez a következtetés közvetlen STO kísérleti igazolását. Például, a tanulmány a kozmikus sugárzás talált összetételük # 956; mezonoknak - elemi részecskék tömege mintegy 200-szor nagyobb, mint az elektron tömege. Ezek a részecskék nem stabilak, az átlagos élettartam megegyezik a saját # 964; 0 = 2,2 · 10 -6 s. De a kozmikus sugárzás # 956; mezonoknak mozog sebességgel közel fénysebességgel. Figyelembe vétele nélkül relativisztikus idődilatáció hatása Átlagban úgy repült a légkörben útvonal egyenlő c # 964 ;. 0 ≈ 660 m Sőt, a tapasztalat azt mutatja, hogy élete során mezonoknak idő repülni nélkül összeomlott a sokkal nagyobb távolságokra. Szerint SRT, az átlagos élettartama mezonoknak határolja földi megfigyelő egyébként. mert # 946; = # 965; / C közel van az egység. Ezért a középutat # 965, # 964;, mezon áthaladt a földi vonatkoztatási rendszer sokkal nagyobb, mint 660 m. A relativisztikus idődilatáció effektus az úgynevezett „iker-paradoxon”. Feltételezzük, hogy az egyik iker van a világon, és a második megy egy hosszú űrutazás al-fény sebességét. A szempontból egy megfigyelő a földön, az idő az űrhajó lassabban halad, és amikor az űrhajósok visszatér a Földre, akkor sokkal fiatalabb, mint ikertestvére, még a Földön. A paradoxon abban rejlik, hogy ez a következtetés lehet tenni, és a második az ikrek, küldik a űrutazás. Mert lassan áramlik a Földön, és ő is számíthat arra, hogy visszatérjen egy hosszú utazás után visszatér a Földre, rájön, hogy ikertestvére, marad a földön, sokkal fiatalabb, mint ő. A probléma megoldásához a „paradox ikrek”, figyelembe kell venni az eltérő vonatkoztatási rendszerek, amelyekben két ikertestvérek. Az első ilyen, marad a földön, minden alkalommal egy Inerciarendszer, míg a referencia rendszer kapcsolódó űrsikló, lényegében nem inerciális. Az űrhajó tapasztalható gyorsulás gyorsítás közben indításkor, amikor a mozgás irányát a messzi pont a röppálya és fékezési leszállás előtt a Földön. Ezért azt a következtetést űrhajós testvér rossz. STR azt jósolja, hogy miközben visszatérnek a Földre, hogy tényleg lesz fiatalabb, mint a testvére, még a Földön. Idődilatáció hatása elhanyagolható, ha az űrhajó sebessége sokkal kisebb, mint a fény sebessége c. Mindazonáltal lehetséges volt, hogy közvetlen bizonyítékokat e hatás kísérletek makroszkopikus órák. A legpontosabb órák - az atomi futó gerenda cézium atomok. Ezek órák „tick” 9192631770 másodpercenként. Amerikai fizikus 1971-ben végzett összehasonlítás két ilyen órák, és néhány közülük repülő a Föld körül egy rendes jetliner, míg mások továbbra is a Földön, a US Naval Observatory. Összhangban az előrejelzések a SRT, utazás hajókon órákat felülmúlta, hogy a Földön óra (184 ± 23) × 10 -9 s. A megfigyelt lag volt (203 ± 10) · 10 -9 s, t. E. a mérési hibán beiül. Néhány évvel később a kísérletet megismételtük, és összhangban álló eredményeket adott speciális relativitáselmélet egy 1% -os pontossággal. Meg kell vizsgálni, a relativisztikus hatása, hogy lassítja az órát egy atomóra hosszú távra szállítjuk. Modell. A relativitáselmélet egyes időszakokKapcsolódó cikkek